Многогранность применений волоконных лазеров

Компания НТО «ИРЭПолюс», образованная в 1991 году, является основателем и одной из базовых компаний международной научнотехнической Группы российского происхождения IPG Photonics Corporation с научными центрами, производствами и торговыми представительствами в США, Германии, России, Италии, Великобритании, Японии, Южной Корее, Индии и Китае. Эта Группа – общепризнанный лидер мирового рынка в области волоконных лазеров и усилителей, а также приборов и систем на их основе.

Одно из направлений деятельности компании – выпуск мощных пигтейлированных лазерных диодов с длиной волны выходного излучения около 0,97 мкм, лазерных модулей на их основе, а также волоконных лазеров в модульном исполнении с выходной мощностью до 100 Вт для диапазона длин волн от 1,03 до 2,1 мкм. В данной статье представлено описание этих приборов и краткий обзор областей их применения.

 Диодные лазерные модули серии ДЛМ

выпускаются с выходной мощностью до 100 Вт. Эти лазеры отличает компактный дизайн, высокая надежность и экономичность. Они работают на длине волны около 970 нм, имеют КПД «от розетки» 4050%, рассчитаны на кондуктивное или принудительное воздушное охлаждение, не требуют замены каких­либо элементов в течение всего срока эксплуатации. Вывод излучения осуществляется по гибкому оптическому волокну в металлической оболочке.

Эти приборы достаточно удобно использовать для накачки различных усилителей и твердотельных лазеров ближнего ИКдиапазона. Однако, наиболее широко приборы подобного типа применяются в различных медицинских системах, например, в качестве лазерных скальпелей и коагуляторов. Поэтому для таких приборов соосно основному излучению может быть добавлено маломощное излучение лазерацелеуказателя красного (0,67 мкм) или зеленого (0,53 мкм) цвета. На конце волокна может быть установлена либо коллимирующая линза, либо стандартный оптический разъем SMA905. Среди промышленных применений можно выделить гравировку и очистку поверхностей металлов, а также пайку и микросварку. В таблицах представлены основные характеристики лазерных модулей.

Серия иттербиевых непрерывных лазеров ИЛМ

разработана для интеграции в конечное оборудование пользователя для различных областей применения и рассчитана на жесткие условия эксплуатации – при высоких уровнях вибрации и загрязнений, влажности до 90%, большом перепаде температур. Компактные, не требующие обслуживания иттербиевые волоконные лазеры с диодной накачкой генерируют излучение в спектральном диапазоне 10301080 нм, которое при помощи одномодового волокна в защитном металлическом кожухе доставляется непосредственно к зоне воздействия. На конце волокна по желанию заказчика может быть установлена коллимирующая линза или оптический разъем.

Низкое энергопотребление (КПД «от розетки» более 2530%), компактный дизайн, отсутствие юстируемых элементов, воздушное охлаждение, высокая надежность и большой ресурс на предельных режимах работы обеспечивают принципиальные преимущества иттербиевых волоконных лазеров по сравнению с лазерами других типов для данной спектральной области. Выходная мощность излучения может быть промодулирована по амплитуде с частотой до 5 кГц. Питание лазеров серии ИЛМ осуществляется от сети постоянного тока с напряжением 24 В.

Лазеры серии ИЛМ являются достойной альтернативой традиционно используемым в данном спектральном диапазоне неодимовым лазерам (1,06 мкм). Ряд медицинских приборов, подразумевающих работу с излучением 1,06 – 1,07 мкм для интерстициальной терапии или для лечения сосудистых патологий, выполняется на основе иттербиевых волоконных лазерных модулей. Другое применение данных лазеров – оборудование для печати. А мощности в 100 Вт оказывается достаточно для резки нержавеющей стали толщиной 800 мкм. Поэтому эти лазеры отлично зарекомендовали себя в области микрообработки материалов, а также при сварке тонких металлических образцов.

 
Эрбиевые волоконные лазеры серии ЭЛМ

– уникальные инструменты, обладающие всеми достоинствами волоконных лазеров и работающие в безопасном для глаз спектральном диапазоне (15301620 нм). Эти лазеры, благодаря широкому диапазону выходной мощности, большой эффективности, высокой надежности и широкому набору опций, являются лучшим решением для разнообразных задач по обработке материалов, в телекоммуникации, медицине, научном приборостроении. А именно, благодаря эффекту обратимой потери упругости хрящевой ткани, при помощи медицинских систем на основе лазеров серии ЭЛМ создаются уникальные приборы для лечения деформированной перегородки носа. Еще одно направление в медицине – оборудование для омоложения кожи, удаления рубцов и стрий. Другое применение – оборудование для экологического мониторинга. Высокая стабильность излучения, компактность исполнения и устойчивость к критическим условиям эксплуатации позволяет создавать на основе эрбиевых волоконных лазеров приборы для дальнометрии. Лучшего источника излучения при производстве оборудования для телекоммуникационных систем подобрать будет сложно. А все благодаря тому, что большинство линий связи работает в указанном выше спектральном диапазоне.

  Лазерные системы ТЛМ на тулий­активированном волокне созданы компанией НТО «ИРЭПолюс» специально для удовлетворения возросшей потребности в высокомощных, компактных, одномодовых источниках излучения в спектральном диапазоне 18002100 нм в таких областях применения, как обработка материалов и медицина. Эти системы имеют кардинальные преимущества по сравнению с традиционными твердотельными лазерами, так как обеспечивают высокую мощность и качество выходного излучения, обладают высоким КПД (более 5% «от розетки»), компактны, не требуют юстировок и обслуживания. Доставка излучения осуществляется при помощи одномодового волокна, защищенного металлическим кожухом. Лазеры серии ТЛМ легко интегрируются в различные комплексы и системы заказчика.

Наиболее распространено использование этих лазеров для накачки твердотельных лазеров и среднего ИКдиапазона и оптических параметрических генераторов, а также для обработки материалов. В медицине на основе тулиевых лазеров делаются системы для контактной литотрипсии и хирургии мягких тканей.

 
 Импульсные волоконные лазеры серии ИЛИ

обеспечивает импульсное излучение со средней мощностью до 50 Вт и длительностью импульса от 60 до 120 нс. Рабочие частоты модуляции лежат в диапазоне от 20 до 100 кГц. Излучение выводится через оптический волоконный кабель длиной до 6 метров. Выходной коллиматор снабжен оптическим изолятором, обеспечивающим защиту от обратного отражения. Центральная линия генерации лежит в диапазоне 10601070 нм. Лазеры серии ИЛИ снабжаются маломощным красным пилот­лазером (0,66 мкм).

Импульсные лазеры серии ИЛИ характеризуются низким потреблением от сети постоянного тока напряжением 24 В, имеют воздушное охлаждение с помощью встроенных вентиляторов.

Основная область применения лазеров серии ИЛИ – лазерная маркировка и гравировка. Благодаря высокой пиковой мощности на поверхности образца происходит разогрев и испарение продуктов. Благодаря большой стабильности параметров излучателя удается нагревать поверхность металла до различных температур с большой точностью. На металле возникают цвета побежалости, т.е. происходит нанесение цветной маркировки. Но это удается выполнять только на нержавеющей стали. Лазеры, генерирующие излучение с длиной волны около 1,06 мкм позволяют наносить маркировку не только на металлические поверхности, но и на кожу, некоторые виды пластиков. Существующие различные металлизированные пленки, использующиеся для защиты изделий от несанкционированного доступа (пломбы и т.д.) маркируются и вырезаются также при помощи лазерных маркеров на основе волоконных лазеров. Еще одно применение – маркировка бумажной тары (пачки для сигарет, чая и т.д.). При этом на поверхность тары наносят слой краски, фрагменты которого впоследствии удаляются при помощи излучения с образованием необходимого рисунка (штрих­код, дата выпуска и т.д.) Лазеры серии ИЛИ также используются для прецизионной резки, микрообработки, лазерного фрезерования.

Ну и конечно же, все вышеперечисленные приборы могут использоваться для проведения научных исследований как с интеграцией в оборудование конечного производителя, так и при использовании прибора в модульном исполнении и комплектации его блоком управления.

Перечисленные здесь лазеры – лишь малая часть, выпускаемых НТО «ИРЭПолюс» лазерных приборов и систем. Номенклатура выпускаемых приборов постоянно обновляется. Компания всегда внимательно относится к запросам заказчиков и готова поставлять не только серийные модели, но и приборы, доработанные в соответствии с конкретными требованиями.

ООО НТО «ИРЭПолюс»,
г. Фрязино, МО, пл. Введенского д.1
Тел.: (495) 728 1639, (495) 702 9589 Факс (495) 702 9573
www.ntoirepolus.ru